3.2. Первичные коды

Код Морзе

Код Морзе является неравномерным первичным кодом. Характерной особенностью неравномерных кодов является различие между кодовыми комбинациями не только взаимным расположением элементов, но и их количеством.

Применение неравномерных кодов позволяет в принципе учесть статистику сообщений и обеспечить разновидность эффективного кодирования, т.е. часто встречающиеся в тексте знаки кодируются короткими комбинациями, а редко встречающиеся - длинными.

Первичный код МТК-2

Пятибитный код МТК-2 позволяет образовывать N = 2⁵ = 32 кодовых комбинаций. Для передачи букв, цифр и знаков препинания этого количества кодовых комбинаций недостаточно. Поэтому код является трехрегистровым. Это означает, что каждой кодовой комбинации соответствует три знака из таблиц, соответствующих русскому, латинскому и цифровому тексту. Так, например, для передачи цифрового текста, после буквенного, необходимо нажать клавишу «Циф».

Использование рассматриваемого кода в системах передачи данных практически не эффективно, так как отсутствуют функциональные символы «Квитанция», «Ждите», «Понял» и др. Однако, в ряде случаев вместо этих символов передаются комбинации, которые не встречаются в смысловом тексте. Например, для обозначения начала текста используется сочетание знаков ЗЦЗЦ.

С развитием информационных цифровых систем появилась необходимость в использовании строчных и прописных букв, в расширении числа математических, графических и специальных знаков. Это привело к существенному увеличению объема алфавита, который значительно превышает возможности пятибитного кода.

Первичный семибитный код КОИ-7

На смену коду МТК-2 был разработан и в настоящее время широко применяется при передаче данных семибитный международный код №5 (МТК-5). На его основе в 1974 г. разработан семибитный код КОИ-7. Он состоит из 3-х таблиц:

кодовой таблицы КОИ-7 Н₀;

кодовой таблицы КОИ-7 Н₁;

кодовой таблицы КОИ-7 С₁.

Кодовые комбинации кода обычно сопровождаются восьмым проверочным битом, который используется для обнаружения ошибок в кодовых комбинациях. Этот код используется в аппаратуре передачи данных, в том числе аппаратуре ЕС ЭВМ.

Недостаток кода КОИ-7 состоит в том, что он является регистровым, т.е. все три таблицы выбираются с помощью символов «ВХ» (выбор КОИ-7 Н₀), «ВЫХ» (КОИ-7 Н₁), «АР2» (КОИ-7 С₁). Это приводит к снижению помехоустойчивости. Поэтому были разработаны безрегистровые первичные восьмиэлементные коды для передачи данных и их обработки - КОИ-8 и ДКОИ (двоичный код обмена данными). Оба кода содержат один и тот же набор символов, но различаются расположением в кодовых таблицах размерностью 16 строк на 16 столбцов (всего 256 кодовых позиций).

3.3. Помехоустойчивое кодирование

Рассмотрим два случая.

Случай 1. Пусть имеется куб (рис.1 а), вершины которого соответствуют некоторому алфавиту передаваемых сообщений (числу кодовых комбинаций). Предположим, передается кодовая комбинация (КК) «000», а в результате большого уровня помех в канале принимается «010». Так как все КК соответствует конкретному сообщению, то декодер, совершенно «не задумываясь» выдаст сообщение, соответствующее КК «010». Но на самом деле оно ошибочно.

Случай 2. Рассмотрим тот же куб (рис. 1 б), но разрешенными признаем всего две КК - «000» и «111», т.е. только за ними будут закреплены сообщения. Остальные КК, соответствующие вершинам куба для декодера определим запрещенными. Это означает, что за ними не закрепляются сообщения и в случае, если декодер на приемной стороне их примет, он "должен их признать" ошибочными, т.е. ошибка, имеющая место в первом случае обнаружится. Как видно из рисунка, ошибочный прием возможен только в ситуации, когда ошибочными будут все три разряда.

Таким образом, рассмотренные случаи показывают следующую принципиальную основу помехоустойчивого кодирования: ошибки, возникающие в канале связи можно обнаруживать (и даже исправлять, что будет показано в дальнейшем) если код обладает избыточностью, т.е. он имеет запрещенные кодовые комбинации.

В помехоустойчивом коде k элементов называют информационными, а r= n-k - проверочными, где n - число эле­ментов в кодовой комбинации. Кодером определено устройство ввода избыточности в первичный цифровой сигнал. Декодер - устройство, осуществ­ляющее обнаружение и исправление оши­бок в принятом кодовом слове. Кратность ошибки - число иска­женных символов в кодовом слове.